Problématiques d'intelligence artificielle dans le domaine des jeux sur ordinateur

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Technology

Published on December 23, 2008

Author: dClauzel

Source: slideshare.net

Description

Support de présentation d'article de DÉA faisant une synthèse sur les questions d'intelligence artificielle dans le domaine du jeu informatique

Des jeux intelligents ? Modes fondamentaux Domaines concernés Projection dans l’avenir Synthèse Problématiques d’intelligence artificielle dans le domaine des jeux sur ordinateur Damien Clauzel Damien@Clauzel.nom.fr Laboratoire d’Informatique de l’Université du Maine (LIUM) Institut d’Informatique Claude Chappe Université du Maine, Avenue Laënnec – 72085 Le Mans cedex 9 http://www-lium.univ-lemans.fr Décembre 2003

Des jeux intelligents ? Modes fondamentaux Domaines concernés Projection dans l’avenir Synthèse Plan Des jeux intelligents ? Modes fondamentaux Domaines concernés Projection dans l’avenir Synthèse

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Des jeux intelligents ? Modes fondamentaux Domaines concernés Projection dans l’avenir Synthèse Historique • 1969–1990 : Immersion des jeux classiques sur ordinateur : échecs, dames, backgammon, go, etc. Similitudes avec des problèmes génériques (coloration de cartes, voyageur de commerce) • 1990+ : apparition de nouvelles formes de jeux (1e personne, simulations et autre) ⇒ apparition de larges catégories de problèmes

Des jeux intelligents ? Modes fondamentaux Domaines concernés Projection dans l’avenir Synthèse Attraits de l’intelligence artificielle • adversaire toujours disponible, et adaptable (niveaux, stratégies, répétitions pour entraînement et expérimentation) • maniabilité accrue : sous-traitement des tâches répétitives, et contrôle plus permissif (correction à la volée des erreurs de manipulations flagrantes) ⇒ applicable à différents domaines : jeu, IHM, etc

Des jeux intelligents ? Modes fondamentaux Domaines concernés Projection dans l’avenir Synthèse Quelques repères Des jeux font office de référence en matière de progrès Nb possi- Jeu Nb Nb pièces bilités emplace- ments 1012 Awélé 12 trous 48 grains 1032 Dames 100 cases 2*20 pions noirs et blancs 1060 Othello 64 cases 64 pions bicolores 10128 Échecs 64 cases 2*16 pièces blanches et noires 10172 Go 361 points 180 pierres blanches et 181 noires

Des jeux intelligents ? Modes fondamentaux Domaines concernés Projection dans l’avenir Synthèse État actuel • bridge : les programmes ne dépassent pas le niveau d’un débutant • awélé : 889 063 398 406 parties possibles, jeu maîtrisé • dames : les IA ont dépassé les champions humains • othello : victoire sans appel de l’ordinateur en 1997 • échecs : uniquement une poignée d’humains arrivent à tenir tête aux ordinateurs • go : l’ordinateur a le niveau d’un faible joueur en club La méthode employée est presque toujours la force brute (sauf go avec la reconnaissance de formes et othello pour les réseaux de neurones)

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Des jeux intelligents ? Modes fondamentaux Domaines concernés Projection dans l’avenir Synthèse Tours de jeu Tour par tour • tours alternés, une action parmi un nombre petit et fermé, prédiction possible • ⇒ souvent de la force brute sur des arbres • ⇒ les heuristiques font la différence ⇒ compromis entre vitesse et efficacité Déroulement continu • forte contrainte temporelle ⇒ priorité à la réactivité sur la qualité de l’action • ⇒ priorités aux décisions, décomposition en échelle des problèmes avec différentes heuristiques (ex : gestion d’unités)

Des jeux intelligents ? Modes fondamentaux Domaines concernés Projection dans l’avenir Synthèse Algorithmique • mécanisation du problème après analyse • on suit fidèlement un scénario établi par l’homme ⇒ Le plus courant, car le plus efficace et le plus simple

Des jeux intelligents ? Modes fondamentaux Domaines concernés Projection dans l’avenir Synthèse Expertise • codification des connaissances du domaine (règles, stratégies) • sélection de la meilleure possibilité • copie du style de jeu d’un expert, pas d’innovations ⇒ très rarement employée car rigide, pas d’apprentissage et peu performante

Des jeux intelligents ? Modes fondamentaux Domaines concernés Projection dans l’avenir Synthèse Neuronique Travail en 2 phases : • apprentissage et développement par la machine d’une solution • exploitation de la solution in situ ⇒ Méthode jugée la plus noble, mais également la plus complexe et la plus longue. Difficulté de compréhension de la logique interne de la machine par l’humain.

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Des jeux intelligents ? Modes fondamentaux Domaines concernés Projection dans l’avenir Synthèse Adversaire informatique • simuler le raisonnement humain ? Pas pour aujourd’hui. • développer un aspect humain de l’adversaire informatique pour assurer la convivialité • mettre l’accent sur le plaisir du joueur et non pas sur la victoire à tout prix de l’ordinateur

Des jeux intelligents ? Modes fondamentaux Domaines concernés Projection dans l’avenir Synthèse Relations vis à vis de l’environnement Problème : les univers de jeu sont de plus en plus riches et vastes, et donc difficiles à gérer par l’ordinateur • la compréhension se fait par des analyses coûteuses en ressources • la prise de décision passe par la compréhension de son environnement • l’environnement évolue, donc la connaissance doit évoluer en parallèle • il faut déduire des informations à partir des évolutions

Des jeux intelligents ? Modes fondamentaux Domaines concernés Projection dans l’avenir Synthèse Approches de perception de l’environnement Deux grandes approches de perception : • générique : mécanismes abstraits de perception et d’analyse ⇒ idéale mais actuellement irréalisable • spécifique : exploitation de métadonnées fournies par le concepteur ⇒ facilité de l’analyse ⇒ Actuellement, prise en charge naïve de ces éléments, des heuristiques larges et dépendantes du contexte sont employées

Des jeux intelligents ? Modes fondamentaux Domaines concernés Projection dans l’avenir Synthèse Acquisition et analyse d’informations Problème : contrairement à l’ordinateur, l’être humain intègre naturellement beaucoup d’informations dans ses raisonnements (le feu brûle, les murs sont solides, etc). L’ordinateur doit, lui, les apprendre ou s’en passer. Problème : l’ordinateur doit comprendre le fait que l’environnement peut évoluer indépendamment de lui, sans rapport avec ses actions.

Des jeux intelligents ? Modes fondamentaux Domaines concernés Projection dans l’avenir Synthèse Types de connaissances Distinctions de 2 types de connaissances : • absolues : celles qui sont générales et immuables : gravité, on se noie dans l’eau, . . . ⇒ fournies par le développeur ⇒ création d’une base de connaissances ré-exploitable ? • les autres : évoluent dans le temps, doivent être remises en question. L’ordinateur peut tricher et piocher directement ces connaissances dans l’univers, alors que le joueur doit les percevoir ou les déduire ⇒ gain en calcul ⇒ les limitations proviennent surtout du manque de puissance de calcul face à la richesse des univers

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Des jeux intelligents ? Modes fondamentaux Domaines concernés Projection dans l’avenir Synthèse Support matériel Comme pour la 3D, des cartes filles dédiées à l’intelligence artificielle ⇒ sous-traiter les calculs répétitifs ⇒ danger de figer les raisonnements ?

Des jeux intelligents ? Modes fondamentaux Domaines concernés Projection dans l’avenir Synthèse Gestion de profils Déduire un profil individuel du joueur pour s’adapter par la suite à son niveau • ⇒ intérêt du jeu renouvelé • ⇒ possibilité d’exploiter le profil dans d’autres jeux ou logiciels Problème : danger de dérive et d’exploitation du profil dans le cadre du travail

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Des jeux intelligents ? Modes fondamentaux Domaines concernés Projection dans l’avenir Synthèse Synthèse • Pas de problèmes fondamentalement nouveaux, juste des approches différentes • Faible emploi des réseaux de neurones car pas assez performants à court terme ⇒ prédominance des arbres • Le domaine moderne du jeu sur ordinateur est trop récent pour avoir un réel recul. • L’innovation des raisonnements provient de la recherche et non pas des industries, mais celles-ci mettent en œuvre de nouveaux champs d’application sur des cycles très courts.

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